青島嶗山灣、威海天鵝湖、唐山樂亭、日照順豐、長島海草實驗……中國海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師張沛東辦公室里掛著一份手寫版的出海計劃圖，整個11月份團隊成員出海5次，共計15天。
張沛東自開始鰻草海草床修復(fù)研究以來，出海已是家常便飯。15年時間里，他和團隊實現(xiàn)了鰻草高效促萌技術(shù)與途徑、鰻草苗種人工擴繁與培育技術(shù)等多項技術(shù)突破，完成海草床修復(fù)技術(shù)工程化應(yīng)用。如今已移植、繁育了2萬余畝“海底草原”，極大恢復(fù)了相關(guān)海域的海底生態(tài)環(huán)境。
為近岸生態(tài)修復(fù)提供新思路
海草床與紅樹林、珊瑚礁并稱為三大典型近海海洋生態(tài)系統(tǒng)，是國際公認(rèn)的最有效的碳封存生態(tài)系統(tǒng)之一。海草床具有極重要的生態(tài)服務(wù)功能，不僅能為眾多的海洋生物提供棲息、覓食、產(chǎn)卵和育幼等場所，也是重要的藍色碳匯。鰻草，也叫大葉藻，是溫帶海域海草床的主要植物之一。我國是海草床退化最為嚴(yán)重的國家之一，其中青島、威海和煙臺近岸海域超過80%的海草床已完全消失。因此，移植、繁育鰻草，修復(fù)海草床意義重大。
2006年，張沛東從中國海洋大學(xué)捕撈學(xué)專業(yè)博士畢業(yè)并留校任教，把鰻草海草床修復(fù)確定為研究方向。彼時，美國等國家對鰻草都進行了大量的研究，而國內(nèi)對鰻草的研究卻非常少，“上世紀(jì)80年代以后，國內(nèi)幾乎停止了對鰻草的研究，資料更是非常有限。”
同時，張沛東還面臨著缺人、缺錢的窘境，“最開始只有一個學(xué)生跟著我研究鰻草。”這對張沛東來說無疑是巨大的挑戰(zhàn)。鰻草開花、受精、產(chǎn)生種子都是什么季節(jié)？增殖繁育時需要栽多深？張沛東帶著學(xué)生開始了最基礎(chǔ)的研究，海邊成了他們最常去的“實驗室”。
2008年，張沛東團隊申報的“典型海域大葉藻受損生物群落修復(fù)的研究”項目獲得了國家自然科學(xué)基金支持，選定了榮成天鵝湖作為研究海域。這次項目資助，對團隊來說無疑是雪中送炭。自此，榮成天鵝湖就像是他的“第二個辦公室”，張沛東在那里對鰻草進行了大量基礎(chǔ)性調(diào)查研究。2010年項目結(jié)題時，團隊基本摸清了關(guān)于“大葉藻”的生長過程，理清了其生活史，明確了榮成天鵝湖“大葉藻”草場生態(tài)環(huán)境及退化機理等。
15年的堅守與付出，張沛東團隊在海草床修復(fù)領(lǐng)域也取得一系列的成果，系統(tǒng)評價了山東半島典型海草床的關(guān)鍵生態(tài)過程、建立了鰻草高效促萌技術(shù)與途徑、鰻草苗種人工擴繁與培育技術(shù)……以此為基礎(chǔ)，張沛東制定了恢復(fù)海草床生態(tài)工程技術(shù)方案，為修復(fù)近岸生態(tài)提供了新的思路與途徑。
每年一半時間漂在海上
海草床修復(fù)技術(shù)最終要實現(xiàn)工程化應(yīng)用才能發(fā)揮出其最大價值。
2017年，海草床技術(shù)工程化應(yīng)用迎來了契機，原山東省海洋與漁業(yè)廳提出在全國率先進行海草床修復(fù)，利用鰻草修復(fù)技術(shù)，對威海天鵝湖、逍遙湖等水域進行海草增殖。這讓張沛東的研究真正從實驗室走向了大規(guī)模實際應(yīng)用。據(jù)了解，他們的技術(shù)應(yīng)用不僅僅在威海，還一路拓展到了煙臺、唐山等海域，修復(fù)養(yǎng)護的海草床面積已達到了2萬余畝。
“‘海底草原’越來越廣袤，你的頭發(fā)卻越來越少。”這是同事經(jīng)常跟張沛東開的玩笑。海草床修復(fù)工作需要耗費大量的精力，非常艱苦。
鰻草增殖、繁育受潮汐影響很大，每天低潮的時間窗口只有兩三個小時，張沛東團隊往往要在極短的時間內(nèi)完成一系列的工作。為此，團隊多名師生專門學(xué)習(xí)了潛水，以提高工作時長。冬天氣溫低，研究工作仍要進行，手放到冰冷的海水里幾秒鐘就凍得沒有了知覺。“最早的時候，我們用罐頭瓶子裝點熱水，用布包著，冷了就用它暖暖手；曾經(jīng)還有學(xué)生下水前喝點酒抗寒，現(xiàn)在基本上下水前都會貼幾片暖寶寶。”張沛東說。
今年10月，張沛東團隊成員去唐山曹妃甸工作了5天4夜。每天晚上9點左右坐船出發(fā)，1個小時左右在低潮時達到目的地海域，進行采樣、移植等一系列工作，漲潮時返回到岸邊要立即進行樣品分析，直到凌晨五六點才能休息。休息不了多長時間，就要起床準(zhǔn)備晚上出海物資，“一天下來，睡覺的時間就只有三四個小時。”一年中，他們有約一半的時間要漂在海上。
工程化應(yīng)用的過程也是技術(shù)優(yōu)化的過程，張沛東團隊也在不斷進行著技術(shù)更新。日前，該團隊申報的“海洋碳匯——海草床生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)”項目榮獲第十屆“母親河獎”綠色項目獎。該項目優(yōu)化了海草床生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)關(guān)鍵技術(shù)，突破了海草床修復(fù)效率低的技術(shù)瓶頸，研制了高效的海草機械輔助增殖裝置和設(shè)備，形成了完整的海草床生態(tài)修復(fù)技術(shù)鏈條，不僅有效提升了我國海草床生態(tài)修復(fù)的技術(shù)水平，也促進了我國海草床生態(tài)修復(fù)工程的規(guī)模化開展，推動我國海草床的生態(tài)修復(fù)進入集約高效的2.0時代。
過去的15年時間里，張沛東團隊獲得授權(quán)國家發(fā)明專利10余項，獲第五屆中國水產(chǎn)學(xué)會范蠡科技進步特等獎、山東省科技進步一等獎、國家海洋局海洋創(chuàng)新成果獎二等獎等省部級獎勵5項。
打造海洋綠色生態(tài)牧場
海洋是一個生態(tài)系統(tǒng)，海草床修復(fù)僅僅是其中一個方面，更重要的是融合發(fā)展。張沛東團隊在前期理論研究與工程實踐技術(shù)基礎(chǔ)上，已開始探索高效海草床生態(tài)修復(fù)技術(shù)和生態(tài)工程措施，尋求海草床生態(tài)修復(fù)融合發(fā)展和固碳增匯模式等新技術(shù)和新模式，以此打通海草床利用的“最后一公里”。
張沛東表示，海草床未來可以打造成綠色生態(tài)牧場，就像在陸地草原上放牧牛羊一樣，在上面養(yǎng)殖海參、蝦蟹等。“我們進行了刺參增養(yǎng)殖實驗，實驗數(shù)據(jù)顯示在鰻草草床內(nèi)增養(yǎng)殖的海參存活率接近百分之百，而且鰻草草床增養(yǎng)殖的海參營養(yǎng)價值也高于其他生境增養(yǎng)殖的海參。”
“鰻草木質(zhì)素含量非常高，其葉子脫落后通常會沉積到海底形成沉積物，海底環(huán)境缺氧，葉片分解得少，因此其固碳能力就比較強。而且溫帶海草床的更新率20多天一次，對比下來海草床固碳能力遠(yuǎn)超陸地上的森林。”張沛東介紹，他們團隊還在唐山、威海、長島等地對海草床固碳能力進行研究，以更好服務(wù)于國家“雙碳”目標(biāo)。同時，他還將進行海草床高值利用研究，開發(fā)海草系列產(chǎn)品。
張沛東期待著，未來海草床可以得到更大范圍的修復(fù)，真正把海草床變成“金山銀山”。
